Клеевая композиция

Клеевая композиция

Реферат

Изобретение относится к составу клеевой композиции, используемой для склеивания изделий из древесно-стружечных и древесно-волокнистых плит, огнеупоров и керамики, ремонта футеровок тепловых агрегатов и пр. Для ее изготовления применяют различные связующие, однако наибольший практический интерес представляют алюмохромфосфаты благодаря многофункциональному спектру действия. Они не только повышают клеящую способность композиции, но и являются антисептиками, антипиренами и акцепторами формальдегида.

Известен [SU 1365637, А1, кл. С 04 В 28/34, 12/02] состав клея, включающий, мас.%:

фосфатное связующее 26-39

высокоглиноземистый мертель 22-28

отработанный катализатор нефтехимического производства 14-20

керамзитовая пыль 5-8

технический глицерин 0,8-1,6

вода остальное

Его недостатком является повышенная продолжительность твердения при комнатной температуре и непригодность для склеивания изделий из древесины.

Наиболее близкой по технической сущности является огнеупорная композиция, описанная в RU №2235078, кл. С 04 В 28/34, включающая алюмохромфосфатное связующее, ускоритель твердения, воду и тонкодисперсный наполнитель - комбинацию, содержащую высокоглиноземистый мертель, причем алюмохромфосфатное связующее модифицировано на стадии синтеза 0,6-1,1 мас.% смеси метилолмочевин общей формулы Н₂[ОСН₂]_n NCON[CH₂O]_mH₂, где n=1; 2 и m=1; 2, в качестве ускорителя твердения взят сульфат натрия, а указанный наполнитель дополнительно содержит керамическую массу и кремнезем, при соотношении высокоглиноземистый мертель: кремнезем: керамическая масса, равном 20-30:15-25:2-10 при следующем содержании компонентов, мас.%:

Указанное алюмохромфосфатное связующее	20-40
Указанный наполнитель	37-65
Сульфат натрия	1-4
Вода	остальное

К ее недостаткам следует отнести замедленную скорость твердения и, как результат, длительную липкость нанесенного покрытия.

Технической задачей изобретения является оптимизация состава клеевой композиции с одновременным сохранением на высоком уровне адгезионной и механической прочности клеевого соединения.

Поставленная задача достигается тем, что в качестве фосфатного связующего используется алюмохромфосфатное связующее, модифицированное на стадии синтеза 0,6-1,1 мас.% смеси ди-, три- и тетраметилолмочевин общей формулы H₂(OCH₂)_nNCON(CH₂O)_mH₂, где n=1; 2, m=1; 2 при мольном соотношении ди-: три-: тетраметилолмочевина, равном 1:4,2:2,5, а в роли тонкодисперсного наполнителя выступает высокоглиноземистый мертель в сочетании с кремнеземом и керамической массой, применяемой для изготовления облицовочных плиток, а ускорителем твердения является аминный модификатор АМ-1.

Его добавление снижает кислотность клеевой композиции и способствует протеканию отверждения алюмохромфосфатного связующего аналогично реакциям поликонденсации с образованием нерастворимой полимерной сетки. При склеивании изделий из древесины наблюдается также взаимодействие фосфатных групп с функциональными фрагментами древесины, улучшающее огнестойкость.

В случае огнеупоров рост температуры клеевой композиции приводит к образованию пирофосфата кремния, который препятствует кристобалитизации AlPO₄ и превращается в тридимит. При достижении температуры 1000-1200°С в композиции присутствует достаточное количество аморфных фосфатов, обеспечивающих высокую прочность отвержденной композиции в данном температурном диапазоне. Дальнейший рост температуры (1200-1400°С) вызывает спекание и кристаллизацию AlPO₄-тридимита.

Присутствие в алюмохромфосфатном связующем ди-, три- и тетраметилолмочевин обусловливает протекание реакции этерификации и образование полимерных эфиров фосфорной кислоты, оказывающих пластифицирующее действие и регулирующих скорость твердения и поверхностное натяжение клеевой композиции. В результате улучшается смачивающая способность и адгезия алюмохромфосфатной композиции к древесине и огнеупорным материалам.

Сущностью предлагаемого технического решения является клеевая композиция, включающая алюмохромфосфатное связующее, модифицированное на стадии синтеза 0,6-1,1 мас.% смеси метилолмочевин общей формулы H₂(OCH₂)_nNCON(CH₂O)_mH₂, где n=1;2, m=1;2, ускоритель твердения, воду и тонкодисперсный наполнитель - комбинацию, содержащую компоненты - высокоглиноземистый мертель, кремнезем и керамическую массу, в качестве ускорителя твердения взят аминный модификатор АМ-1, а наполнитель содержит указанные компоненты при соотношении соответственно 10-20:30-50:2-10, при следующем содержании компонентов, мас.%:

указанное алюмохромфосфатное связующее	15-28
указанный ускоритель твердения	0,5-5
указанный наполнитель	55-75
вода	остальное

Предлагаемое изобретение иллюстрируется примерами, приведенными в описании и таблице.

В качестве алюмохромфосфатного связующего использовали продукт, отвечающий требованиям ТУ 2149-012-00206492-99, модифицированный на стадии синтеза 0,9 мас. % смеси ди- (n=1, m=1), три- (n=1, m=2 или n=2, m=1) и тетраметилолмочевин (n=m=2) при мольном соотношении ди-: три: тетраметилолмочевин, равном 1:4,2:2.5.

Аминный модификатор АМ-1 соответствовал требованиям ТУ 2423-017-00206492-02 и имел состав, мас.%:

массовая доля аминоспиртов	15-70
массовая доля продуктов превращения	50
оксазолидона в 1-(2-оксиэтил)имидазо-
лидон-2 и 1-(2-оксиэтил)этилендиамин,
не более
вода	остальное

Пример 1. Для приготовления клеевой композиции состава, мас.%:

алюмохромфосфатное связующее (АХФС)	20,7
ускоритель твердения (AM-1)	1,1
наполнитель	66,7
вода	остальное

в быстроходный смеситель загружают 15 кг мертеля МШ-28, 40 кг кремнезема и 3 кг керамической массы. В полученную смесь добавляют раствор 8 кг алюмохромфосфатного связующего в 5 кг воды.

Композицию перемешивают в течение 2 мин и в нее вводят вторую порцию алюмохромфосфатного связующего в количестве 10 кг. Содержимое смесителя гомогенизируют и вводят 1 кг аминного модификатора, состава, мас.%:

массовая доля аминоспиртов	60,2
массовая доля продуктов превращения	25,4
оксазолидона в 1-(2-оксиэтил)имидазолидон-2
и 1-(2-окиэтил)этилендиамин
вода	остальное

в 5 кг воды.

Компоненты перемешивают до получения однородной сметанообразной массы и смесь наносят на поверхность древесно-стружечной плиты толщиной 1-2 мм. Склеиваемые изделия прижимают друг к другу для удаления излишка клеевой композиции и выдерживают при температуре 20-25°С в течение суток.

Пример 2. Аналогично примеру 1 готовят клеевую композицию состава, мас.%:

алюмохромфосфатное связующее	20,2
ускоритель твердения	3,4
наполнитель	65,2
вода	остальное

Из описания изобретения и таблицы видно, что по заявленному техническому решению удается получить клеевую композицию с высокими эксплуатационными показателями и сокращенным временем твердения.

ТаблицаХарактеристика огнеупорных клеев по примерам осуществления предлагаемого способа и прототипу.
Показатель	Прототип	Примеры
1	2
1. Состав клеевой композиции, мас.%
АХФСНаполнитель АМ-1Сульфат натрия Na2SO4Вода	20-4037-65-1-4Остальное	20,766,7-1,111,5	20,265,2-3,411,2
2. Свойства клеевой композиции
Время устранения липкости покрытия, мин	200	70	30
Время полного высыхания, сут.	2	2	2
Наличие трещин на покрытии	отсутствие	отсутствие	отсутствие
Характер разрыва склеенных древесно-стружечных плит	по плите	по плите	по плите
Вязкость по ВЗ-3, с	-	190	185

Клеевая композиция, включающая алюмохромфосфатное связующее, модифицированное на стадии синтеза 0,6-1,1 мас.% метилолмочевины общей формулы H₂(OCH₂)_nNCON(CH₂О)_mH₂, где n=1; 2, m=1; 2, ускоритель твердения, воду и тонкодисперсный наполнитель - комбинацию, содержащую компоненты: высокоглиноземистый мертель, кремнезем и керамическую массу, отличающаяся тем, что она содержит в качестве ускорителя твердения аминный модификатор АМ-1, а указанный наполнитель включает указанные компоненты при соотношении соответственно 10-20:30-50:2-10 при следующем содержании компонентов, мас.%:

Указанное алюмохромфосфатное связующее	15-28
Указанный ускоритель твердения	0,5-5
Указанный наполнитель	55-75
Вода	Остальное